ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ

Общий объем дисциплины составляет 6 зачетных единиц (з.е.), 216 академических часа.

Таблица 2. Объём дисциплины по видам учебных занятий (в часах)

Виды учебной работы	Объем в часах по семестрам
Виды учебной работы	Всего	1 семестр	__ семестр
1. Контактная работа обучающихся с преподавателем по видам учебных занятий (всего)
Аудиторная работа (всего)	85	85
· Лекции (Л)	51	51
· семинары (С)
· лабораторные работы (ЛР)	34	34
2. Самостоятельная работа обучающихся (СР) (всего)	131	131
· Проработка учебного материала лекций	10	10
· Подготовка к семинарам
· Подготовка к лабораторным работам	13	13
· Подготовка к рубежному контролю, контрольной работе	6	6
· Подготовка докладов, рефератов, презентации
· Выполнение домашнего задания
· Выполнение курсовой работы	72	72
· Подготовка к государственной итоговой аттестации, в том числе выполнение ВКР
· Подготовка к экзамену	30	30
Вид промежуточной аттестации обучающегося	экз	экз

Содержание дисциплины, структурированное по модулям.

Модуль 1 . Теоретические основы проектирования и построения ВСАСОИУ (24 часа)

Лекции по модулю 1. Содержание. Объем часов:

Лекция 1.

История развития ЭВМ. Поколения ЭВМ. Принципы построения ЭВМ.

Неймановские принципы построения ЭВМ. Структура машины Фон-Неймана.

Вычислительные системы АСОИУ. Классификация и архитектурные особенности.

(2 часа)

Лекция 2.

Структурная организация современных вычислительных средств.

Построение ЭВМ на основе единого интерфейса.

Основные характеристики ЭВМ.

(2 часа)

Лекция 3.

Представление данных в ЭВМ.

Способы адресации. Прямая, непосредственная, косвенная, регистровая, неявная адресация, относительная, страничная адресация.

(2 часа)

Лекция 4.

Машинные команды. Форматы и структура машинных команд. Взаимодействие устройств ЭВМ при выполнении машинной команды.

Совмещение операций в ЭВМ.

(2 часа)

Лекция 5.

Теоретические основы логического проектирования операционных устройств.

Операционный и управляющий автоматы. Принципы микропрограммного управления операциями. Язык функционального микропрограммирования (ЯФМП).

(2 часа)

Лекция 6.

ЯФМП. Описание слов и массивов. Двоичные операции и двоичные выражения. Микрооперации. Типовые микрооперации. Совместимость операций. Логические условия. Содержательный граф ФМП.

(2 часа)

Лекция 7.

Структурный базис операционного автомата (ОА). ( Память, шины, комбинационные схемы). Описание ОА. Шины. Управляемые шины. Мультиплексоры регистры. Порядок проектирования операционного автомата. Пример синтеза канонической структуры ОА.

(2 часа)

Лекция 8.

Операционные элементы (ОЭ). Классификация. Основные характеристики.

Построение ОЭ на основе регистра. Построение ОЭ на основе мультиплексора. Построение ОЭ на основе счётчика. Построение ОЭ на основе АЛУ.

(2 часа)

Лекция 9.

Понятия комбинационной схемы и цифрового автомата (ЦА).

Разновидности цифровых автоматов. Структуры цифровых автоматов Мура и Мили. Понятие управляющего автомата (УА). Исходные данные для проектирования управляющих автоматов. Использование закодированного графа ФМП для проектирования УА.

(2 часа)

Лекция 10.

Методика синтеза управляющего автомата. Синтез управляющего автомата по схеме Мура. Формирование сигналов возбуждения и выходных сигналов. ПЛМ, как блок УА. Структура ПЛМ и методика программирования ПЛМ. Функциональная структура УА на основе ПЛМ и регистра.

(2 часа)

Лекция 11.

Формирование таблицы переходов по закодированному графу ФМП и кодирование ПЛМ. Микропрограммные устройства управления. Структура и работа.

(2 часа)

Лекция 12.

Микропрограммные устройства управления. Методы формирования управляющих сигналов. МПУУ с принудительной и естественной адресацией. Методы повышения быстродействия МПУУ.

(2 часа)

Семинары по модулю 1. Содержание. Объем часов

РПД не предусмотрены.

Лабораторные работы по модулю 1. Содержание. Объем часов:

1. Исследование операционного элемента на основе арифметико-логического устройства.

(4 часа)

2. Программирование в машинных кодах на макете микропроцессорного комплекта 1804.

(4 часа)

3. Ознакомление с командами и интерфейсом макета МП-589.

Выполнение тестовых задач.

(4 часа)

4. Разработка программ алгоритмов сложения чисел со знаками в дополнительном, обратном и модифицированных кодах на макете МП-589

(4 часа)

Самостоятельная работа (по видам самостоятельной работы). Объем часов:

Проработка лекционного материала 5.

Подготовка к лабораторным работам 6.

Подготовка к письменной контрольной работе по модулю 3 .

Выполнение курсовой работы 36.

Модуль 2. Устройства вычислительных средств АСОИУ.

(27 часов)

Лекции по модулю 2. Содержание. Объем часов

Лекция 1.

Процессоры. Классификация. Основное назначение и типовые выполняемые функции. Универсальные процессоры. Разновидности архитектур процессоров. Функциональные, стековые и ассоциативные процессоры. Конвейерные, векторные и матричные процессоры.

(2 часа)

Лекция 2.

Фон-Неймоновская и Гарвардская архитектуры процессоров.

Суперскалярные процессоры. Функционирование конвейеров в процессоре. Разновидности задержек и простоев конвейеров в процессорах. Механизм предсказания переходов. Назначение и типы регистров процессора.

Многоядерные архитектуры ЦП. Особенности использования КЭШ-памяти и оперативной памяти в многоядерных процессорах.

(2 часа)

Лекция 3.

Внутренняя и внешняя КЭШ-память процессора. Типы КЭШ-памяти.

Различие в работе КЭШ-памяти с непосредственным отображением, полностью ассоциативной и множественно-ассоциативной.

(2 часа)

Лекция 4.

Запоминающие устройства ПК. Классификация по функциональному назначению. Структуры адресных ЗУ: 2D, 3D, 2DM. Адресные и безадресные ЗУ. Устройство ячейки хранения статического МОП-ЗУ, и динамического МОП-ЗУ.

(2 часа)

Лекция 5.

Типовая архитектура персонального компьютера. Функциональная организация и типовые компоненты системной платы ПК. Назначение слотов расширения.

(2 часа)

Лекция 6.

Интерфейсы шин персонального компьютера. Особенности функционирования шин: ISA, EISA, PCI, SCSi, USB. Параллельный и последовательный порт.

(2 часа)

Лекция 7.

Устройства отображения информации. Мониторы, жидкокристаллические и плазменные панели. Принцип работы. Сенсорные экраны и панели. Планшеты.

(2 часа)

Лекция 8.

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ). Классификация.

Принцип записи на магнитные носители. Разновидности способов магнитной записи. Магнитны домены.

(2 часа)

Лекция 9.

Принцип работы накопителей на жёстких магнитных дисках, структура записи на магнитных дисках. Дисковые подсистемы файловых серверов. Отказоустойчивые RAID-массивы дисковых подсистем.

(2 часа)

Лекция 10..

Оптические и голографические ЗУ. Классификация. Принцип считывания и записи.

(2 часа)

Лекция 11.

Устройства ввода-вывода. Принтеры, сканеры. Типы принтеров и устройство принтеров. Принцип работы лазерного принтера.

(2 часа)

Лекция 12.

Блоки питания ПК и ЭВМ. Основные характеристики. Требования к параметрам электропитания в вычислительных устройствах. Устройство и типы источников бесперебойного питания.

(2 часа)

Лекция 13.

Однокристальные ЭВМ – микроконтроллеры (МК). Особенности архитектур микроконтроллеров. Функциональная структура МК на основе системной магистрали. Дополнительные блоки МК.

(2 часа)

Лекция 14.

Правила сдачи экзамена и анализ экзаменационных билетов.

(1 час)

Семинары по модулю 2. РПД не предусмотрены.

Лабораторные работы по модулю 2. Содержание. Объем часов:

5. Разработка тестовых программ на микропрограммном уровне на эмуляторе «CUU».

(4 часа)

6. Разработка обобщённого графа индивидуального задания и ввод исходных данных для эмулятора «СUU».

(4 часа)

7. Отладка структуры управляющего автомата для индивидуального задания на эмуляторе «CUU».

(6 часов)

8. Синтез программируемой логической матрицы для управляющего автомата.

(4 часа)

Самостоятельная работа (по видам самостоятельной работы). Объем часов:

Проработка лекционного материала 5

Подготовка к лабораторным работам 7.

Подготовка к письменной контрольной работе по модулю 3 .

Выполнение курсовой работы 36.

Таблица 4. Шкала оценивания по дисциплине в баллах

№ п/п	Наименование модуля дисциплины	Баллы по итогам модуля
№ п/п	Наименование модуля дисциплины	Минимум	Максимум
	1 семестр
1.	Модуль 1. Теоретические основы проектирования и построения ВСАСОИУ.	21	35
2.	Модуль 2. Архитектура устройств ВСАСОИУ.	21	35
3.	Экзамен	18	30
	Итого	60	100

№ п/п	Наименование модуля дисциплины	Баллы по итогам модуля
№ п/п	Наименование модуля дисциплины	Минимум	Максимум
	1 семестр
1.	Курсовая работа	60	100


	Итого	60	100